Misura delle capacita' e induttanze con nanovna

[trodaf_4912]

Antefatto
Posseggo una direttiva VHF/UHF Maldol HS-FOX727 e alcuni giorni fa l'SWR in VHF e' andato alle stelle. Da qui la necessita' di smontarla in quanto avevo gia' subodorato che il condensatore da 10pF che va al gamma match dell'elemento delle VHF si fosse deteriorato in quanto le specifiche la danno per una potenza Max di 50W e io sono entrato esattamente con quella. Per verificare il quanto ho dovuto aprire i due tappi in nailon posti nella parte inferiore del blocchetto di alimentazione e poi ho smontato i condensatori. Durante l'operazione si e' rotto un reoforo del condensatore da 5pF per le UHF mentre misurando quello delle VHF con un normale ponte RCL mi leggeva correttamente 10pF. Il problema e' che i ponti RCL non eseguono la misura a frequenze elevate ma ad alcune decine di KHz.  Pertanto ho deciso di misurarlo con precisione utilizzando il nanovna.
Misura
Come si fa ?. Semplice, se si decide di non spostare il piano di riferimento allora la misura occorre farla direttamente sul connettore S11 per evitare di rifare la calibrazione. Pertanto ho inserito un capo del condensatore sul centrale dell'SMA e l'altro capo lo ho "legato" alla massa dello stesso SMA utilizzando un pezzettino di filo da wire wrap. Acceso il nanovna ho lasciato abilitato il grafico della carta di Smith e ho modificato il grafico logmag in quello della reattanza attraverso il percorso : Display->Format->More->Reactance. In questo modo sulla traccia 0 compare il valore della reattanza letta. Dopo ho impostato un range di Stimulus in modo che sulla carta di Smith mi comparisse come traccia un arco di circonferenza in senso orario che arrivasse a coprire i -90 gradi. Ricordo che la reattanza capacitiva e' espressa nei due quadranti inferiori sulla carta di Smith. Poiche' l'impedenza di uscita del nanovna e' 50 OHm, con il cursore sono andato a cercare il punto a -90 gradi sulla carta di Smith che corrisponde alla reattanza letta sulla traccia S0 a -52OHm. In alto a destra con l'indicazione CH0 SMITH si legge il valore corrispondente alla capacita' sotto misura. Nel mio caso la lettura era completamente diversa dai 10pF letti con il ponte RCL. Da qui ho ordinato i condensatori da 5pF e 10pF ma non da 500V di isolamento, come in origine, ma da 1000V (Vishay) COG NP0 per stare sul sicuro.
Questo metodo, se applicato alle induttanze permette anche la lettura della frequenza di autorisonanza in quanto in quel punto la reattanza da induttiva passa a capacitiva e pertanto occorre stare molto lontani da questa.
PS: Nell'attesa di ricevere i condensatori ordinati, per prova ho realizzato un condensatore con RG174 da 5pF con il ponte RCL e in UHF non c'era verso di accordare, l'antenna risuonava a 470MHz senza spostarsi con la regolazione del gamma match. Realizzato lo stesso con la misura effettuata con il nanovna ottenendo una lunghezza di cavo piu' corta e montato sul gamma match sono bastati una serie di due/tre ritocchi al gamma match per portare l'antenna a risuonare a 433MHz.

[kz]

il mago del nanoVNA

[trodaf_4912]

Il problema e' che per ogni tipo di misura occorre conoscerere i limiti di applicabilita' per la strumentazione da usare. La realizzazione di un condensatore in cavo coassiale per l'utilizzo a 430MHz ed utilizzando come strumento di misura un normale ponte RCL porta a risultati non attendibili. Anche in VHF, seppure in modo minore, il problema sussiste. In questo caso occorre un setup piu' adatto allo scopo se no si rischia di prendere fischi per fiaschi.
Comunque il fattore piu' importante e' conoscere e sapere usare la carta di Smith che racchiude in se tutte le risposte alle nostre domande riguardanti le linee di trasmissione.

[Vam200]

Antefatto
Posseggo una direttiva VHF/UHF Maldol HS-FOX727 e alcuni giorni fa l'SWR in VHF e' andato alle stelle. Da qui la necessita' di smontarla in quanto avevo gia' subodorato che il condensatore da 10pF che va al gamma match dell'elemento delle VHF si fosse deteriorato in quanto le specifiche la danno per una potenza Max di 50W e io sono entrato esattamente con quella. Per verificare il quanto ho dovuto aprire i due tappi in nailon posti nella parte inferiore del blocchetto di alimentazione e poi ho smontato i condensatori. Durante l'operazione si e' rotto un reoforo del condensatore da 5pF per le UHF mentre misurando quello delle VHF con un normale ponte RCL mi leggeva correttamente 10pF. Il problema e' che i ponti RCL non eseguono la misura a frequenze elevate ma ad alcune decine di KHz.  Pertanto ho deciso di misurarlo con precisione utilizzando il nanovna.
Misura
Come si fa ?. Semplice, se si decide di non spostare il piano di riferimento allora la misura occorre farla direttamente sul connettore S11 per evitare di rifare la calibrazione. Pertanto ho inserito un capo del condensatore sul centrale dell'SMA e l'altro capo lo ho "legato" alla massa dello stesso SMA utilizzando un pezzettino di filo da wire wrap. Acceso il nanovna ho lasciato abilitato il grafico della carta di Smith e ho modificato il grafico logmag in quello della reattanza attraverso il percorso : Display->Format->More->Reactance. In questo modo sulla traccia 0 compare il valore della reattanza letta. Dopo ho impostato un range di Stimulus in modo che sulla carta di Smith mi comparisse come traccia un arco di circonferenza in senso orario che arrivasse a coprire i -90 gradi. Ricordo che la reattanza capacitiva e' espressa nei due quadranti inferiori sulla carta di Smith. Poiche' l'impedenza di uscita del nanovna e' 50 OHm, con il cursore sono andato a cercare il punto a -90 gradi sulla carta di Smith che corrisponde alla reattanza letta sulla traccia S0 a -52OHm. In alto a destra con l'indicazione CH0 SMITH si legge il valore corrispondente alla capacita' sotto misura. Nel mio caso la lettura era completamente diversa dai 10pF letti con il ponte RCL. Da qui ho ordinato i condensatori da 5pF e 10pF ma non da 500V di isolamento, come in origine, ma da 1000V (Vishay) COG NP0 per stare sul sicuro.
Questo metodo, se applicato alle induttanze permette anche la lettura della frequenza di autorisonanza in quanto in quel punto la reattanza da induttiva passa a capacitiva e pertanto occorre stare molto lontani da questa.
PS: Nell'attesa di ricevere i condensatori ordinati, per prova ho realizzato un condensatore con RG174 da 5pF con il ponte RCL e in UHF non c'era verso di accordare, l'antenna risuonava a 470MHz senza spostarsi con la regolazione del gamma match. Realizzato lo stesso con la misura effettuata con il nanovna ottenendo una lunghezza di cavo piu' corta e montato sul gamma match sono bastati una serie di due/tre ritocchi al gamma match per portare l'antenna a risuonare a 433MHz.

Ciao, ho letto il tuo post e non ho capito se il valore della capacità letta con il nanovna era reale e quindi il componente era erroneamente marcato. 

[trodaf_4912]

Il valore letto con il nanovna e' quello reale. Il valore stampato sul condensatore non era visibile. Le misure con il ponte RCL si possono fare se pero' l'utilizzo dei condensatori e induttanze rimangono confinati a frequenze basse come indicato dal range di frequenza del ponte RCL.

[Vam200]

Il valore letto con il nanovna e' quello reale. Il valore stampato sul condensatore non era visibile. Le misure con il ponte RCL si possono fare se pero' l'utilizzo dei condensatori e induttanze rimangono confinati a frequenze basse come indicato dal range di frequenza del ponte RCL.

Grazie per la precisazione. Io sto facendo dei test di misura con il nanoVna e sono sorpreso della semplicità di musura. Correggimi se sbaglio.
Ho preso un toroide T50-26 e ho provato ad avvolgere 25 spire e poi su un secondo toroide sempre T50-26 ho avvolto 8 spire. Da tabelle teoriche con 25 spire si ottiene una induttanza di 20uH e con 8 spire una L di 2 uH. Ho impostato uno stimulus da 100 khz a 300 khz e ho letto sulla carta di Smith il valore di induttanza applicata alla porta ch0. Ebbene i valori erano rispettivamente 20.3 uH e 2.2 uH per tutto il campo di frequenza. Ti chiedo, il metodo applicato è corretto?

[trodaf_4912]

SI, se segui la procedura che ho scritto nel primo post. Con quel range di frequenza usato come stimolo potevi misurali anche con un ponte RCL. Il problema nasce quando la frequenza e' molto piu' alta e il ponte RCL non ci arriva e allora si usa il vna. Ad esempio vuoi vedere il comportamento di una induttanza choke che alimenta l'anodica di un amplificatore valvolare e vuoi vedere se vi sono autorisonanze nelle bande in cui viene usato l'amplificatore.

[Vam200]

SI, se segui la procedura che ho scritto nel primo post. Con quel range di frequenza usato come stimolo potevi misurali anche con un ponte RCL. Il problema nasce quando la frequenza e' molto piu' alta e il ponte RCL non ci arriva e allora si usa il vna. Ad esempio vuoi vedere il comportamento di una induttanza choke che alimenta l'anodica di un amplificatore valvolare e vuoi vedere se vi sono autorisonanze nelle bande in cui viene usato l'amplificatore.

Ancora una domanda. Quando scrivi che hai impostato un range di frequenza che coprisse un arco di - 90 nel quadrante inferiore della carta di Smith, in quale delle due parti ti sei collocato? Dando per scontato che la parte inferiore della carta di Smith è pari a 180° totali. 

[riccardo74]

Grazie @trodaf_4912 per la condivisione della tua esperienza.

Una curiosità: non andrebbe ritarato il nanoVNa ogni volta che si cambia la finestra di STIMULUS?

Sarebbe una bella cosa poter avere una guida passo passo, per misurare induttanze resistenze e condensatori per chi si avvicina a questo piccolo ma utilissimo strumento, non intendo un video ma proprio una pagina web. Purtroppo in rete ci si perde con tutte le info che si trovano e spesso si da per scontato che molti mastichino di elettrotecnica/elettronica (non è il mio caso) e quindi devo studiare ed approfondire argomenti che per voi sono pane quotidiano.

[trodaf_4912]

Partiamo dal fatto che una capacita', come una induttanza e anche una resistenza non hanno lo stesso valore al variare della frequenza. Per frequenze basse mantengono il loro valore, ma in VHF e soprattutto in UHF possono variare di valore. Esistono componenti realizzati per tali frequenze, ma quelli commerciali no.
La calibrazione che ho fatto io la ho fatta ai capi dei connettori del VNA ed e' sul connettore S0 dove ho connesso la capacita' da misurare. La variazione dello stimolo serve per concentrare i 101 punti di misura sul range di frequenza che si vuole misurare, piu' punti ci sono (stimolo stretto) piu' precisione si ha senza necessita' di interpolazione.
Posto lo stimolo in UHF da 400MHz a 500MHz con la capacita' collegata al connettore della porta S0 si vede sulla carta di Smith una serie di rotazioni. A questo punto mi porto sulla prima rotazione nel punto a -90 gradi perche' la reattanza capacitiva teorica deve essere con R=0 e X al valore che devo trovare. Ecco perche' sul punto a -90 gradi viene visualizzata la reattanza del condensatore e la sua capacita'. 
Quanto scritto vale anche per le induttanze solo che occorre ricercare il punto a +90 gradi ed inoltre si possono visualizzare le varie frequenze di autorisonanza dovuta alla capacita' interspira. Avete mai visto le induttanze choke di anodica di un amplificatore valvolare dove le spire non sono avvolte una di seguito all'altra ma a gruppi.
Di seguito allego i due punti sulla carta di Smith a +90  gradi e -90 gradi.

[MaggiorTom]

@trodaf_4912
Se non ho fatto confusione nell'interpretazione o nel cablaggio/calibrazione, allora questo ugly balun... non mi pare che vada per i 27.500

[IK2ENX]

@trodaf_4912
Se non ho fatto confusione nell'interpretazione o nel cablaggio/calibrazione, allora questo ugly balun... non mi pare che vada per i 27.500

ciao maggiortom

quello che vedi e' la frequenza di auto risonanza della bobina.
a quella frequenza la capacita' e l'induttanza si equivalgono e la bobina diventa una resistenza .
Salendo di frequenza quella bobina diventa un condensatore .
Nei CHOKE la auto risonanza e' un vantaggio perche' e' un blocco molto forte

73 claudio

[MaggiorTom]

ciao maggiortom

quello che vedi e' la frequenza di auto risonanza della bobina.
a quella frequenza la capacita' e l'induttanza si equivalgono e la bobina diventa una resistenza .
Salendo di frequenza quella bobina diventa un condensatore .
Nei CHOKE la auto risonanza e' un vantaggio perche' e' un blocco molto forte

73 claudio

Ciao, grazie per il chiarimento. 
Quindi la mia interpretazione è corretta,  il choke è efficace al di sotto di quella frequenza...

[IK2ENX]

Ciao, grazie per il chiarimento.
Quindi la mia interpretazione è corretta,  il choke è efficace al di sotto di quella frequenza...

buongiorno maggiortom

il choke ha il punto di efficacia massima la' dove la riga gialla della reattanza passa dal massimo, incrocia lo zero e va fuori sotto cioe' a 26.900 mhz ( non leggo bene e' scritto in piccolo )
Naturalmente e' molto efficace anche intorno a quella frequenza sia sotto che sopra.

73 claudio

[Geremia]

Ma come fai a misurare l'andamento della reattanza del choke in funzione della frequenza usando solo la porta per la misura del parametro S11 ?.
Stai usando il nanovna come un analizzatore di antenna e non esegui la misura dell'S21 sulla calza.
Ti rimando al link  :
https://www.rogerk.net/forum/index.php?topic=82713.0
dove e' stato commesso lo stesso errore.

[IK2ENX]

Ma come fai a misurare l'andamento della reattanza del choke in funzione della frequenza usando solo la porta per la misura del parametro S11 ?.
Stai usando il nanovna come un analizzatore di antenna e non esegui la misura dell'S21 sulla calza.
Ti rimando al link  :
https://www.rogerk.net/forum/index.php?topic=82713.0
dove e' stato commesso lo stesso errore.

buongiorno geremia

A me dalla foto sembra che abbia collegato le due calze a centrale e massa dello sma per cui sta misurando l'impedenza della bobina. Nel link che hai messo, il collega aveva terminato con un carico il coassiale e aveva misurato s11 sull'altro lato in pratica misurando solo quanto era buono il suo coassiale e non il choke.
In questa misura invece ha misurato l'impedenza del choke che è corretto, infatti il grafico mostra proprio la normale autorisonanza che si vede in questi casi.
Se misuri S21 come dici tu, misuri quanta attenuazione quel choke provoca in un sistema a 50 ohm che va bene ma anche questa va bene.

73 claudio

[Geremia]

@IK2ENX
ma lo vedi che ha utilizzato solo la porta 1 ?.
Il set up di misura della reattanza della calza e' il seguente :


E quello che si dovrebbe ottenere e' :

Cioe' l'andamento della reattanza del choke al variare della frequenza.
Poteva utilizzare anche i due centrali.

Peraltro occorre tenersi lontano dall'autorisonanza di un choke dove la reattanza induttiva diventa capacitiva. Avete mai fatto caso ai choke sulla anodica degli amplificatori a valvole la cui modalita' costruttiva e spesso raggruppata in gruppi di spire distanziate proprio per evitare questo fenomeno.

[Geremia]

Comunque il 3D era "come misurare induttanza e capacità con il nanovna".
Al contrario MaggiotTom vuole misurare l'andamento della reattanza induttiva di un choke per bloccare le CMC.  Quindi ha scritto su questo 3D sbagliando.
Sottolineo inoltre che l'autorisonanza di un choke realizzato con cavo coax è il punto in cui la capacità tra centrale e calza distribuita del cavo coassiale si equivale alla induttanza distribuita dello stesso cavo e sono in opposizione di fase e perciò quando accade questo la impedenza vale zero, a meno della resistenza distribuita del cavo coassiale.
Quindi asserire che il chole esibisce il massimo blocco per le CMC in quel punto è inesatto.

[AZ6108]

@IK2ENX
ma lo vedi che ha utilizzato solo la porta 1 ?.
Il set up di misura della reattanza della calza e' il seguente :


E quello che si dovrebbe ottenere e' :

Cioe' l'andamento della reattanza del choke al variare della frequenza.
Poteva utilizzare anche i due centrali.

Peraltro occorre tenersi lontano dall'autorisonanza di un choke dove la reattanza induttiva diventa capacitiva.

al di sopra della frequenza di autorisonanza diviene invece induttiva ed aumenta salendo in frequenza

[r5000]

73 a tutti, io per sapere quanto funziona un balun choke uso lo schema del minivna, collego le due calze alle due porte e vedo banda passante e quanto attenua le cmc, se voglio sapere il valore dell'induttanza e sopratutto dove risuona un'impedenza di blocco (l'ultima che ho misurato è per un biasT...) uso una porta sola e vedo dove non và bene come impedenza di blocco, infatti qualsiasi bobina  ha capacità parassita tra le spire che determina l'autorisonanza e infatti per poter usare il biasT  ho usato più induttanze in serie con valori e tipologia differente, la prima con la perlina di ferrite, la seconda con una vk200 e poi un'impedenza da 1mH su nucleo binoculare, il biasT con questo "coso" funziona dalle hf ai 23 cm che è quello che mi serve, con la sola vk200 non ci arriva ne sopra ne sotto, con la sola bobina binoculare idem , con tutte e tre sì...

[Geremia]

@AZ 

al di sopra della frequenza di autorisonanza diviene invece induttiva ed aumenta salendo in frequenza

no, e' il contrario,  diventa capacitiva infatti si sposta dal primo e secondo quadrante (induttiva) al terzo e quarto quadrante (capacitiva).

[MaggiorTom]

Ok.
Vorrei sapere da @trodaf_4912 il motivo per cui bisogna tenersi molto lontani dal punto di autorisonanza, dal momento che allontanandosi la reattanza induttiva diminuisce.

[Aggiunto] colgo l'occasione per scusarmi d'aver dato spunto per incasinare questo 3d

[trodaf_4912]

@MaggiorTom
Capisco che ti abbiano confermato le tue teorie errate, ma le ultime fornite sono corrette.
Nel punto di autorisonanza, nel choke, la reattanza totale risulta zero a meno della resistenza del tratto di coassiale.
Z=R+/-jX e se X=0 la funzione del choke non esiste piu'.

Considerazione dovuta :
Non credo sia corretto fare domande per ogni cosa ti viene in mente, studia un poco e poi solo dopo fai le domande.
Non importa avere strumenti di misura se poi non si sanno interpretare i dati che ti forniscono e i set up per la misura.
Non sono un esperto di fotografia, ma se dovessi cimentarmi, prima leggerei e studierei sull'argomento e poi, solo dopo, proverei a scattare foto. Non scatterei foto e poi mi metterei a chiedere il perche' sono venute male. 
Ricordarsi sempre che prima esiste la teoria e poi la pratica con sperimentazione e non il contrario.
Comunque, se ti puo' essere di consolazione, ci sono OM con tanto di licenza che sono messi come te in fatto di preparazione. Mi domando come abbiano passato l'esame.

Proposta :
R5000 santo subito, io sono un povero peccatore.

Fine

[r5000]

73 a tutti, forse  tra un po', non mi risultano santi in vita quindi declino volentieri la proposta, anche perché ho peccato pure io e sicuramente peccherò ancora... tornando in topic concordo che la teoria almeno di base è necessaria e che la pratica conferma la teoria,   la pratica da sola non basta come non basta la sola teoria, spesso si legge di misure al mm quando si perde di vista che in pratica le misure teoriche sono buone nello spazio vuoto ma nella realtà gli oggetti vicini interagiscono e  bisogna "aggiustare" le misure e sapere almeno la teoria di base aiuta a non prendere fischi per fiaschi quando ad esempio in pratica sembra che non funziona uguale alla teoria, per questo dico a MaggiorTom di continuare a farsi e fare domande  e non restare con le proprie convinzioni che a volte indovinano a volte no e di andare per gradi, il "difetto" più comune in chi non conosce bene un argomento e voler bruciare le tappe passando direttamente al circuito difficile senza passare da circuiti più semplici che servono poco o nulla ma che fanno fare i ragionamenti e soluzioni necessari per poter affrontare il passo successivo,  non è una critica personale ma diffusa a tanti che (me compreso) spesso cercano scorciatoie per vari motivi ma senza una base solida le scorciatoie non funzionano...

[MaggiorTom]

Io penso che se fossi del tutto bianco di teoria non sarei nella posizione di fare il tipo di domande che faccio.
Mi rendo conto che è bene tenere un margine dal punto in cui la reattanza cambia segno, non comprendo il molto lontano dato che allontanandosi la reattanza diminuisce.
Avrei un altro punto di curiositá, se qualcuno vuole soddisfarlo, perchè se devo prendere una laurea per poterlo capire, beh non credo lo farò, anche perchè verosimilmente finirei fra il non esiguo numero di persone che la hanno ma ugualmente faticano a rendersi conto. Ma... stando sul pezzo, in sintesi la curiosità è la seguente: al di lá del punto di autorisonanza la reattanza diventa capacitiva ma sempre reattanza è, quindi perchè non si potrebbe usare un choke/balun nella zona di reattanza inversa?

[IK2ENX]

ciao trodaf

ma perche' scrivere questo...

Comunque, se ti puo' essere di consolazione, ci sono OM con tanto di licenza che sono messi come te in fatto di preparazione. Mi domando come abbiano passato l'esame.

seguito da...

Nel punto di autorisonanza, nel choke, la reattanza totale risulta zero a meno della resistenza del tratto di coassiale.
Z=R+/-jX e se X=0 la funzione del choke non esiste piu'.

l'autorisonanza di un induttore e' in parallelo:



se calcoli in parallelo due impedenze Z1 e Z2 [ZP = 1 / (1/Z1 + 1/Z2)] con r molto piccola come r=1 x=1000 e r=1 x=-1000, vedrai che la R schizza a 50000 ohm.
Se le due impedenze Z1 e Z2 sono ideali, con R=0 su entrambe, la R risultante e' infinita', altroche' zero!!!

non capisco perche' ragionate a compartimenti stagni : le induttanze sono una cosa e i choke un'altra.
I choke sono bobine come le altre e le potete misurare con l'S11

Le attaccate cosi':


facciamo vedere bene come e' collegato, calza sul centrale, altra calza sulla massa :



Misuriamo a 400 khZ e' una bobina da 8.5 uH e 748 milliohm di resistenza : tutto normale per una bobina.


Misuriamo a 18.8 MHz: e' una "cosa" con reattanza nulla e resistenza 36000 ohm!



Prendiamo la solita tabella di G3TXQ che tutti andiamo a vedere quando facciamo un choke.



Ci sono choke che hanno Rs>Xs (e' scritto sotto) e superano 8 kohm di impedenza : secondo te come cavolo fa una bobina di dieci spire ad avere kilo ohm di RESISTENZA ? E' fatta di legno ?
No, e' in autorisonanza !

Il choke che ho fatto per questa prova rientra piu o meno nel "10T RG58 on 4.25" air cored" che guarda caso ha le sue prestazioni migliori attorno a 18 MHz che e' proprio la frequenza di autorisonanza.

Continuate a tirarvela con gli smithchart e non guardate i grafici R,X che avete davanti : l'autorisonanza ce l'avete li' davanti al naso.
E piantatela ogni tre secondi di lagnarvi su come abbiamo preso la patente , siamo radioamatori non ingegneri nucleari .

claudio

[trodaf_4912]

http://www.arifidenza.it/forum/topic.asp?TOPIC_ID=436165

Non aggiungo altro

[MaggiorTom]

Io aggiungerei questo.
Ugly balun realizzato seguendo le indicazioni su questo sito

https://iz0ups.jimdofree.com/balun-unun-atu/1-1-choke-balun-ugly/

RG213 1,83m 7 spire, dato per i 28MHz

[Aggiunto] però se collego il nanoVNA alla porta USB del computer per salvare la misura la curva cambia, si appiattisce

[MaggiorTom]

Volevo anche provare a vedere se dei condensatori variabili che ho nel cassettino sono compatibili con la banda di frequenza che uso.
Purtroppo le misure che ottengo continuano a risultarmi un pò arcane

[r5000]

Io aggiungerei questo.
Ugly balun realizzato seguendo le indicazioni su questo sito

https://iz0ups.jimdofree.com/balun-unun-atu/1-1-choke-balun-ugly/

RG213 1,83m 7 spire, dato per i 28MHz

[Aggiunto] però se collego il nanoVNA alla porta USB del computer per salvare la misura la curva cambia, si appiattisce

73 a tutti, anche nel video1 di IW2FND si descrive l'ugly balun come molto critico e sensibile agli oggetti circostanti, ne hai la prova, basta poco tra capacità parassita e flusso magnetico... con un toroide o i manicotti hai meno interazione, il nucleo magnetico confina le linee di forza all'interno e la minore dimensione\spire ha meno capacità parassita, con la bacchetta hai sempre un'interazione da tenere in considerazione anche se è meno critica, il flusso magnetico è concentrato nella ferrite ma le linee di forza passano all'esterno della ferrite e queste interagiscono con gli oggetti metallici vicini...

[sirbone]

Comunque, se ti puo' essere di consolazione, ci sono OM con tanto di licenza che sono messi come te in fatto di preparazione.

come in tutti gli altri campi della conoscenza umana: abbiamo studiato, abbiamo passato l'esame poi abbiamo dimenticato tutto quello che non applichiamo continuamente.

@MaggiorTom vuoi un buon balun in coassiale per gli 11 metri? copia quello della gain master, troverai le prove sperimentali e la comparazione con il balun da 10 spire su 10-11 cm mostrate da @Skypperman  qui su rogerk

[AZ6108]

come in tutti gli altri campi della conoscenza umana: abbiamo studiato, abbiamo passato l'esame poi abbiamo dimenticato tutto quello che non applichiamo continuamente.

@MaggiorTom vuoi un buon balun in coassiale per gli 11 metri? copia quello della gain master, troverai le prove sperimentali e la comparazione con il balun da 10 spire su 10-11 cm mostrate da @Skypperman  qui su rogerk

come se esistessero solo quelli

Codice Seleziona Espandi

https://gm3sek.com/wp-content/uploads/2019/01/G3TXQ-RC.pdf

vedere anche

https://pa3hho.wordpress.com/wp-content/uploads/2020/10/g3txq-chokes-2012.png




anche se, prima di citare o criticare il lavoro di Steve Hunt (SK), è necessario capirlo

[trodaf_4912]

L'esempio riportato nelle foto (due volte) non e' corretto. E' fatto utilizzando la sola porta 1 del nanovna come se fosse un analizzatore di antenna ma ben si adatta al calcolo approssimato della frequenza di risonanza delle trappole.
Se prendiamo una trappola (condensatore e induttanza in parallelo) e con un T mettiamo una resistenza da 50 OHm, posta la frequenza di risonanza Fr, al di sotto di questa la reattanza e' induttiva, mentre al di sopra e' capacitiva. Nel punto in cui la F=Fr avremo che le due reattanze si elidono e percio' l'unico elemento che rimane e' la resistenza da 50 OHm che limita il Q. Scrivo questo perche' ho letto che in quel punto la resistenza diventa infinita, tutt'altro, se non ci fosse la R=50 OHm la resistenza diventerebbe zero.
Se facciamo una prova, basta un analizzatore di antenna, e misuriamo l'andamento dell'SWR, noteremo un un andamento simile :

Partendo da questo esempio, sostituiamo la trappola LC con in tratto di cavo coassiale dove la C e' data dal dielettrico distribuito nella lunghezza del cavo e la L e' l'induttanza del cavo.
Le foto che sono state pubblicate (due volte) da IK2ENX mostrano questo punto. Mi scuso per l'errore fatto scrivendo che L e C erano in serie, sono in parallelo, ma cio' non toglie che quando le due reattanze, induttiva e capacitiva raggiuncono il punto Fr, si elidono e quindi l'unico elemento limitante all'elevato picco di autorisonanza, (qui si parliamo di autorisonanza) e' la resistenza del cavo coassiale che non assume valori elevatissimi, anzi come da specifiche del cavo che non dipendono dalla frequenza, e' bassissima. Per la RF il punto di autorisonanza e' come una autostrada completamente libera per il suo passaggio.
Quello che io non capisco e' perche' si voglia insistere nell'utilizzo dell'autorisonanza per creare un choke. Peraltro quella condizione di avvera' solo in un punto, o multipli di quel punto. Davvero non lo capisco. Sara' un mio limite.
MaggiorTom si e' accodato a questo 3D di tempo fa' pensando di essere in argomento mentre quello che maggiorTom vuole realizzare e' un choke nel range HF che dimostri una attenuazione per le CMC almeno inferiore a 25/30 dB.
Per fare questo, come descritto peraltro nel terzo video che ho riportato, occorre utilizzare un VNA, che sia Minivna, nanovna, arturo o ciccio. Occorre pertanto misurare il parametro S21 che rappresenta l'attenuazione del segnale nello spettro 1-30MHz che parte dalla porta DUT e arriva, attenuato, sulla porta DET tra le quali e' interposto il choke. La connessione puo' essere fatta tra le due calze o i due centrali, non cambia nulla.
Il fatto che il choke sia realizzato in aria o su un toroide pone due dilemmi. In aria occorrono piu' spire mentre utilizzando un toroide di mescola adeguate, ne occorrono molte meno e quindi e' piu' compatto. Il secondo dilemma e' che in aria il range di frequenza in cui il choke ha effetto e' limitato. Viceversa con il toroide e' un pelino piu' ampio ma poi si pone il problema della saturazione del nucleo del toroide se si utilizza una potenza eccessiva per quel tipo di mescola, fino ad arrivare alla condizione limite in cui l'induzione e la temperatura del toroide provocano una smagnetizzazione non piu' recuperabile.
Per ultimo MaggiorTom chiede perche' non utilizzare la reattanza capacitiva. La cosa e' ovvia in quanto un condensatore fa' passare l'RF mentre l'induttanza la blocca.
Per sirbone, una minima ripassata e' un obbligo, specialmente quando si sperimenta e si costruisce .
In ogni caso se siete convinti delle vostre tesi, andate pure avanti cosi', ognuno sa quello che sa.

[AZ6108]

"quello che maggiorTom vuole realizzare e' un choke nel range HF che dimostri una attenuazione per le CMC almeno inferiore a 25/30 dB."

non esiste.

[sirbone]

Per sirbone, una minima ripassata e' un obbligo, specialmente quando si sperimenta e si costruisce

hai perfettamente ragione: la mia non era una "giustificazione" o una scusa ma un'assunzione di responsabilità.
purtroppo spesso mancano il tempo e l'intenzione di rimettersi a studiare e allora si ricade nelle formulette facili, "da manovale".
siamo fortunati che ci sono le persone come te che perdono tempo con gli ignoranti come me, non ho mai visto la scienza passare per osmosi o per diffusione di link ...
quindi grazie @trodaf_4912

come se esistessero solo quelli

talvolta basta leggere le domande, invece di partire per la tangente del copia-incolla compulsivo di link, si riesce a essere più efficaci nei consigli; anche gli insulti e gli scherni si potrebbero lasciare nelle dita, è pur vero che ognuno è fatto a modo suo ma non è necessario far subire ai lettori i propri difetti.

[MaggiorTom]

@trodaf_4912 Mi sono accodato a questo 3d considerando un choke come una induttanza

Un condensatore fa passare la RF... I miei rudimenti mi dicono si e no (come pure per un'induttanza). Dipende dalla frequenza e dalla capacitá. In questi giorni sono in situazione particolarmente triste e difficile e non riesco a concentrarmi più di tanto, sono riuscito a farmi un idea solo molto vaga di quali siano i valori in gioco

[MaggiorTom]

"quello che maggiorTom vuole realizzare e' un choke nel range HF che dimostri una attenuazione per le CMC almeno inferiore a 25/30 dB."

non esiste.

Riporterò la discussione qui
https://www.rogerk.net/forum/index.php?msg=873103
perchè nelle misure effettuate leggo quasi -50dB e vorrei capire l'inghippo.

Ho riesumato questo 3d perché come si è detto consideravo un choke come una induttanza e perchè volevo saperne di più sulla misura di capacità e induttanza col vna anche per altri scopi

[AZ6108]

Riporterò la discussione qui
https://www.rogerk.net/forum/index.php?msg=873103
perchè nelle misure effettuate leggo quasi -50dB e vorrei capire l'inghippo.

Ho riesumato questo 3d perché come si è detto consideravo un choke come una induttanza e perchè volevo saperne di più sulla misura di capacità e induttanza col vna, anche per altri scopi

fai come vuoi, ma per coprire in modo efficace l'imtera gamma delle HF serviranno almeno 3 choke avvolte su nuclei NiZn una per i 10..20 metri, una dai 20 ai 40 ed una terza dai 40 ai 160


anzi in alcuni casi ne potrebbe servire anche una dedicata ai soli 160 metri


e, se quanto sopra non bastasse

https://www.dj0ip.de/rf-cmc-chokes/where-to-use-chokes/

[AZ6108]

tornando all'argomento iniziale e visto che è stato tirato in ballo Steve Hunt G3TXQ, credo possa essere utile verificare COME quest'ultimo abbia rilevato i dati usati per generare i grafici

http://www.karinya.net/g3txq/chokes/#measurement

Codice Seleziona Espandi

http://www.karinya.net/g3txq/chokes/s21.pdf

http://www.karinya.net/g3txq/chokes/vna.jpg

[IK2ENX]

buongiorno trodaf4912

Mi scuso per l'errore fatto scrivendo che L e C erano in serie, sono in parallelo, ma cio' non toglie che quando le due reattanze, induttiva e capacitiva raggiuncono il punto Fr, si elidono e quindi l'unico elemento limitante all'elevato picco di autorisonanza, (qui si parliamo di autorisonanza) e' la resistenza del cavo coassiale che non assume valori elevatissimi, anzi come da specifiche del cavo che non dipendono dalla frequenza, e' bassissima. Per la RF il punto di autorisonanza e' come una autostrada completamente libera per il suo passaggio.

Stabilito che LC sono in parallelo, si tratta di "risonanza in parallelo" detta anche "antirisonanza".
I circuiti in serie e in parallelo credo siano a pagina 1 di qualunque libro di radiotecnica.
I circuiti risonanti in serie hanno la minima impedenza. Quelli in parallelo hanno la minima ammettenza.
L'ammettenza e' il contario dell'impedenza, per cui i circuiti in parallelo hanno la massima impedenza.

E' scritto anche su "radiotecnica per radioamatori":

Questo fatto e' dimostrabile anche matematicamente. Mi aspetto che tu sappia far di conto con i numeri complessi.
Prendi due impedenze con resistenza bassissima come dici tu, facciamo 0.1 ohm:

Z1 = 0.1 + 1000i
Z2 = 0.1 - 1000i

Se le combini in serie: Zs = Z1+Z2 = 0.1 + 1000i + 0.1 - 1000i = 0.2 + 0i
Hai una risonanza (X=0) e resistenza bassissima di 0.2 ohm.

Se le combini in parallelo: Zp = 1/(1/Z1 + 1/Z2)

Non sai fare il reciproco di un numero complesso? Ecco la formula:




Calcola  ZR1 = 1/Z1 = 1/(0.1 + 1000i) = 0.0000001 - 0.001i
Calcola  ZR2 = 1/Z2 = 1/(0.1 - 1000i) = 0.0000001 + 0.001i
Somma ZK = ZR1 + ZR2 =  0.0000001 - 0.001i +  0.0000001 + 0.001i =  0.0000002 + 0i
Calcola ZP = 1/ZK = 1/(0.0000002 + 0i) = 5000000 + 0i

In pratica, mettendo in parallelo due impedenze da 0.1 ohm di resistenza ciascuno e reattanza rispettivamente 1000 e -1000, ottieni una impedenza risonante con resistenza di 5 mega ohm.

Questa cosa si vede anche nello smith chart caricato da maggiortom di cui dovresti essere super esperto:



quel punto lì vuol dire reattanza zero e resistenza cosi' alta da essere praticamente fuori scala per lo strumento.

Aggiungo anche che la misura s11 che ha fatto maggiortom può essere convertita matematicamente nella misura s21 che continuate a linkare. Se una misura puo' essere convertita in un altra vuol dire che e' equivalente , cioe' dice le stesse cose in forma diversa .

Considerando che non hai le basi per distinguere le caratteristiche di una risonanza in serie e di una in parallelo, mi chiedo come fai a spiegare come funziona una cosa che si fonda sulle caratteristiche di una risonanza in parallelo.
Infatti maggiortom non capisce niente e siccome e' intelligente e si accorge che il ragionamento non sta in piedi , giustamente continua a fare domande .

E' inutile che continuate a pubblicare link di gente che misura i choke in s21 : non crediate che al centesimo link pubblicato la misura s11 che e' equivalente cessi di funzionare per sfinimento .

La misura di IN3FOB, che era s11 differenziale, con quella di MaggiorTom che era s11 di modo comune : e' inutile che continuate a pubblicare link che spiegano perche' la misura di IN3FOB e' sbagliata perche' e' un'altra cosa.
Se avete imparato a memoria che per i choke s21=bene s11=male peggio per voi.

trodaf non capisci perche' si cerca l'autorisonanza perche' non sai cos'e' l'autorisonanza, non sai cosa fa la risonanza in parallelo (antirisonanza) e non hai mai fatto una misura s11 di un choke, altrimenti lo vedresti.
Misura in s21 un buon choke, poi misuralo in s11 e vedrai che nella zona migliore sarà in autorisonanza. Le frequenze tra s11 e s21 non ti corrisponderanno perche' il choke ogni volta che gli cambi una virgola come il setup per fare s11 e s21 , cambia caratteristiche. Però vedrai che nonostante questo, nelle vicinanze del punto di massima attenuazione visto nell's21, nell's11 ci sara' l'autorisonanza.

Considerando che questo thread si chiama "Misura delle capacita' e induttanze con nanovna", nella misura di una induttanza, la ricerca del punto di autorisonanza e' fondamentale per capire a che frequenza massima la possiamo fare operare , che e' molto al di sotto della frequenza di autorisonanza . Lo vedete perche' il checche' ne dica trodaf, man mano che vi avvicinate alla frequenza di autorisonanza , la resistenza comincia a salire in maniera importante per poi schizzare in alto all'autorisonanza. Se dovete fare un'induttanza per un circuito LC, la bobina non deve opporre resistenza per cui l'autorisonanza e' male e dovete stare molto sotto di frequenza . Se dovete fare un choke avete bisogno di bloccare, avete bisogno di quanta piu' impedenza possibile per cui l'autorisonanza e' un bene.

73 claudio

[MaggiorTom]

Sto leggendo con interesse la diatriba, e man mano vado a trarne le mie conclusioni, dal punto di vista tecnico. Dal punto di vista etico (per il riguardo che usa nei confronti degli altri) giá dal principio Claudio è decisamente molte spanne sopra più di qualcuno in questo forum, me compreso, in certe circostanze.
IMHO (In My Humble Opinion).

[Aggiunto] Anche se in quest'ultimo post noto la tendenza ad adeguarsi a determinati modi 😁

[sirbone]

Non è una "diatriba": è una discussione tecnica

[trodaf_4912]

Considerando che non hai le basi per distinguere le caratteristiche di una risonanza in serie e di una in parallelo, mi chiedo come fai a spiegare come funziona una cosa che si fonda sulle caratteristiche di una risonanza in parallelo.

I circuiti in serie e in parallelo credo siano a pagina 1 di qualunque libro di radiotecnica.

Ringrazio IK2ENX per avermi spiegato l'uso dei numeri complessi, la pagina da leggere per comprendere la differenza tra un circuito LC serie o parallelo e il comportamento di un circuito LC parallelo al variare della frequenza fino al punto dell'autorisonanza .
Teoricamente, quindi, in questo punto non si avrebbe passaggio di corrente RF in quanto la resistenza e' infinita. Allora perche' non progettiamo i choke, proprio in base a questo dal momento che vogliamo bloccare le CMC al minimo.
Sfortunatamente pero' questa frequenza e' una sola mentre noi si vuole verificare lo strozzamento delle CMC in tutta la banda HF e il metodo, per misurare questo, e' la misura dell'attenuazione delle CMC tra la porta DUT e la porta DET del vna. Non e' possibile misurare la fase sulla porta DET del nanovna ma solo il valore assoluto, che e' quello poi che ci interessa.
Pensa, caro IK2ENX, che io, stupido come sono, mi sono anche studiato il testo "campi elettromagnetici e circuiti" e "radiotecnica", ma non devo averci capito nulla anche se chi mi ha valutato ha pensato bene di promuovermi con un 28/30 e questo non alle elementari. Probabilmente le nozioni sulle quali mi hai detto che sono ignorante erano proprio contenute in quei 2/30.
Per quanto riguarda la Carta di Smith ti confermo di conoscerla molto bene e la usavo gia' molti anni fa senza l'ausilio di SW ma con solo il compasso, una riga e una squadra, ma ovviamente non ci capivo nulla.
Una sola cosa : quando si collega un tratto di coassiale alle due porte DUT e DET connettendo centrale e calza da entrambe i lati si misurano le correnti differenziali che scorrono nel centrale e nella parte interna della calza del cavo che, per un complessivo buon funzionamento devono essere praticamente uguali in valore assoluto, a meno di frazioni di dB.
A proposito, come misuri l'amplifcazione o l'attenuazione di un quadripolo attraverso il VNA se non utilizzando le porte DUT e DET ?.
Caro IK2ENX, perche' non provi a riportare quanto hai scritto su Ari Fidenza e vedere cosa ti rispondono ?. Vi e' un 3D aperto nell'area "autocostruzione" proprio riguardante questo argomento. Probabilmente IW2FND avrebbe qualcosa da ridire.

[IK2ENX]

Ringrazio IK2ENX per avermi spiegato l'uso dei numeri complessi, la pagina da leggere per comprendere la differenza tra un circuito LC serie o parallelo e il comportamento di un circuito LC parallelo al variare della frequenza fino al punto dell'autorisonanza .
Teoricamente, quindi, in questo punto non si avrebbe passaggio di corrente RF in quanto la resistenza e' infinita. Allora perche' non progettiamo i choke, proprio in base a questo dal momento che vogliamo bloccare le CMC al minimo.
Sfortunatamente pero' questa frequenza e' una sola mentre noi si vuole verificare lo strozzamento delle CMC in tutta la banda HF e il metodo, per misurare questo, e' la misura dell'attenuazione delle CMC tra la porta DUT e la porta DET del vna. 

I circuiti risonanti in parallelo non sono piatti con una punta infinita alla frequenza di risonanza. 
Hanno una curva dove l'impedenza cresce, arriva ad un massimo non infinito e poi scende .
Piu' il Q dell'induttanza e' basso, piu' la curva e' larga in frequenza e meno intensa al suo culmine.
Infatti i choke in coassiale, che hanno Q piu' alto, hanno una banda piu' ristretta . Quelli su ferrite, che hanno un Q piu' basso, lavorano su una frequenza piu' ampia . Anche questo e' abbastanza l'abc della radiotecnica , non stiamo parlando di astronavi .

Trodaf ma non e' il caso che ripassi un pochino di teoria sui circuiti risonanti prima di andare avanti a discutere ?
Non credo che fare caciara con mitragliate di paroloni e lei non sa chi sono io cambi la sostanza delle cose . E non importa a nessuno che voti hai preso a scuola quando i fatti sono sul piatto , cioe' che non sai cos'e' l'autorisonanza e l'antirisonanza . Continui un messaggio si' e l'altro pure a fare la paternale agli altri che non studiano e non sanno la teoria , ma per te non vale ?
Non si puo' discutere in questo modo , e' veramente faticoso .

73 claudio

[trodaf_4912]

Ti ringrazio per avermi spiegato il comportamento del fattore Q e per quanto riguarda il ripasso da te consigliato non credo di averne bisogno. Il picco non e' infinito perche' la resistenza propria dell'induttanza e del condensatore lo limitano.
Se tu sei convinto di quello che scrivi, sono contento per te. Ma ancora non hai chiarito perche' non utilizzare le porte DUT e DET per la visualizzazione, in un range di frequenza, dell'andamento della attenuazione delle CMC di un choke, che sia avvolto in aria o su un toroide.
Ripeto, prova a scrivere come misurare questa attenuazione con la sola porta DUT nel 3D di autocostruzioni di ARI Fidenza e vediamo che ti rispondono.
Io potro' non essere alla tua altezza ma gli atri no.

[sirbone]

lasciamo perdere arifidenza dove mi pare che abbiano già il loro da fare e dove le discussioni spesso finiscono in rissa: sono le discussioni di buon livello tecnico che fanno crescere, anche il livello generale del forum.
magari senza punzecchiature personali sarebbe meglio, ma non si può voler tutto e subito.